【韦伯望远镜揭示行星与恒星形成机制的分界线】2026年4月14日,ESA发布韦伯

航天品武器 2026-04-15 01:24:43

【韦伯望远镜揭示行星与恒星形成机制的分界线】2026年4月14日,ESA发布韦伯空间望远镜(Webb)最新研究成果。天文学家利用韦伯望远镜对一颗质量约为木星15倍的系外天体——29 Cygni b——进行直接成像观测,发现其形成机制符合行星自下而上的吸积过程,而非恒星自上而下的坍缩过程。这一发现为理解大质量行星的形成机制提供了关键证据。行星与恒星的质量分界线一直是天体物理学的重要课题。传统理论认为,行星通过吸积过程形成:尘埃颗粒聚集成鹅卵石大小的天体,经碰撞合并逐渐增大为原行星,最终形成行星;质量最大的行星进一步吸积气体,成为类似木星的气态巨行星。这一过程发生在恒星周围的原行星盘中,由于气体盘最终消散,行星系统中通常小行星数量远多于大质量行星。相比之下,恒星形成于巨大分子云的引力坍缩与碎裂过程。29 Cygni b恰好处于两种形成机制的分界区域。该天体质量达木星质量的15倍,与其宿主恒星的平均距离为24亿公里(与太阳系中天王星轨道相当),轨道距离处于原行星盘可能较为稀薄、难以通过吸积形成大质量天体的区域。因此,该天体可能来源于上述任一形成机制。韦伯望远镜科学团队利用近红外相机(NIRCam)的星冕仪模式对29 Cygni b进行直接成像观测。这是该团队四项观测目标中的首颗天体,所有目标质量介于1至15倍木星质量之间,轨道距离均在150亿公里以内。这些天体均为年轻天体,表面温度介于530至1000摄氏度之间,确保其大气化学特征与团队此前研究的HR 8799系统行星具有可比性。通过特定滤光片观测,研究团队分析了大气中二氧化碳和一氧化碳的吸收特征,以确定重元素(天文学中称为"金属")的含量。观测结果显示,29 Cygni b的重元素丰度显著高于其宿主恒星(该恒星成分与太阳相似)。以该行星质量计算,其重元素总量相当于约150个地球质量,表明其通过吸积原行星盘中富含金属的固体物质形成。研究团队还利用地基光学望远镜阵CHARA(高角分辨率天文学中心)测量了该行星轨道平面与恒星自转轴的对齐关系,确认了二者的一致性——这是原行星盘内形成的典型特征。综上,研究团队确认29 Cygni b形成于原行星盘内,通过快速吸积金属富集物质而成长。

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